电源的功率和效率.ppt

电源的功率和效率,1闭合电路欧姆定律,2路端电压跟负载的关系：,（1）表述：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比,（2）表达式,（1）路端电压随外电路电阻R增大而增大,断路,短路,（2）路端电压U随电流I变化的图象,知识回顾,一、闭合电路的功率关系,2、电源的输出功率（外电路的功率）,3、电源内部消耗的功率,1、电源的功率（电路的总功率）,闭合电路的功率关系,能量守恒：,二、电源的效率,（最后一个等号只适用于外电路为纯电阻电路）,三、电源的输出功率,1、当外电阻等于内电阻时电源的输出功率最大,三、电源的输出功率,1、当外电阻等于内电阻时电源的输出功率最大,2、电源输出功率随外电阻变化的图线（图线）,三、电源的输出功率,1、当外电阻等于内电阻时电源的输出功率最大,2、电源输出功率随外电阻变化的图线（图线）,3、同一输出功率值对应的两个外电阻的关系,四、用U-I图象表示功率关系,图线A表示闭合电路路端电压随外电流的变化情况；图线B表示外电路的电流随电压的变化情况。两图线的交点即为此时电路的工作状态，从交点的横、纵坐标可读出此时电路中的总电流和路端电压。,图象中DEOI总所围的面积大小（EI总）表示了电源的释放功率；CU端OI总所围的面积大小（UI总）表示了电源的输出功率；而这两面积之差DEU端C所围的面积大小（EI总-UI总）则表示了电源内部所消耗的功率。,电源的输出功率,内电路消耗的功率,电源的输出功率,当A、B两图线斜率相等时（即内、外电阻相等时)图中矩形面积最大，即输出功率最大（可以看出此时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半）。,四、用U-I图象表示功率关系,例1、如图所示，线段A为某电源U-I图线，线段B为某电阻R的U-I图线以上述电源和电阻组成闭合电路时，求(1)电源的输出功率P出多大?(2)电源内部损耗的电功率P内是多少?(3)电源的效率多大?,答案：4W；2W；66.7%,2,0.5,例2、直线OAC为某一直流电源的总功率P总随电流I变化的图线,抛物线OBC为同一直流电源内部热功率Pr随电流I变化的图线,若A、B对应的横坐标为2A,那么线段AB表示的功率为W,I=2A对应的外电阻是.,5,30v,例3、右图中图线表示某电池组的输出电压一电流关系，图线表示其输出功率一电流关系该电池组的内阻为当电池组的输出功率为120W时，电池组的输出电压是,例4、如图所示电路，电源电动势E为6V，内阻r为2,电阻R为8，电动机M线圈电阻RM为2。当开关S闭合时，电阻R消耗的电功率为2W，则电动机输出的机械功率是A0.5WB1.5WC2WD3.56W,例5、如图所示，电源的电动势E7.5V，内阻r1.0，定值电阻R212，电动机M的线圈的电阻R0.50闭合开关S，电动机转动稳定后，电压表的示数U14V，电阻R2消耗的电功率P23.0W求电动机转动稳定后：（1）电路的路端电压.（2）通过电动机的电流（3）电阻的值R1；（4）电动机输出的机械功率。,答案：（1）6V（2）1A(3)2(4)3.5W,例6、如图所示电源电动势E=10V，内阻r=0.5电动机的电阻R0=1.0,定值电阻R=1.5,电动机正常工作时电压表的示数为3.0V求电源释放的电功率为多少？电动机消耗的电功率为多少？某同学求解如下：整个回路的电流是：,经检查，数值计算无误，该同学求解过程是否有不当之处，若有请予以改正。,电动机消耗功率：,电源释放的电功率：,P=EI=103.33=33.3W,P=I2R0=3.33210=11.1W,答：此解法不当,整个回路的电流是：,电源释放的电功率：,电动机消耗功率：,例6解答：,例7、如图所示，R为电阻箱，V为理想电压表当电阻箱读数为R1=2时，电压表读数为U1=4V；当电阻箱读数为R2=5时，电压表读数为U2=5V求：(1)电源的电动势E和内阻r。(2)当电阻箱R读数为多少时，电源的输出功率最大?最大值Pm为多少?,答案：（1）6V、1（2）1、9W,例8、已知如图，E=6V，r=4，R1=2，R2的变化范围是010。求：电源的最大输出功率；R1上消耗的最大功率；R2上消耗的最大功率。,答案：2.25W；2W；1.5W。,例11、如图所示电路，R1为变阻器，R2为定值电阻，r为电源内阻，且rR2。若R1上的电功率为P1，R2上的电功率为P2。以下叙述中正确的是(A)要使P1与P2的和最大，必须使R1=rR2。(B)要使P1最大，必须使R1=R2+r。(C)要使P2最大，必须使R2=R1+r。(D)（P1+P2）的最大值，由和r决定。,例9、在外电路为纯电阻的电路中，电源的电动势和内阻都保持一定，在外电路的电阻逐渐减小的过程中，下面说法中正确的是,A电源的路端电压一定逐渐变小B电源的输出功率一定逐渐变小C电源内部消耗的功率一定逐渐变大D电源的供电效率一定逐渐变小,例10、小张同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标纸上，如右图中的a、b、c所示，则下列判断正确的是A.直线a表示电源的总功率B.曲线b表示电源的输出功率C.电源的电动势3V.内电阻1D.电源的最大输出功率Pmax=9